CN105439508A - 脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料 - Google Patents

脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料 Download PDF

Info

Publication number
CN105439508A
CN105439508A CN201510937737.0A CN201510937737A CN105439508A CN 105439508 A CN105439508 A CN 105439508A CN 201510937737 A CN201510937737 A CN 201510937737A CN 105439508 A CN105439508 A CN 105439508A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fly ash
flyash
desulphurize fly
activation type
desulphurize
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510937737.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105439508B (zh
Inventor
赵青林
周孔金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN201510937737.0A priority Critical patent/CN105439508B/zh
Publication of CN105439508A publication Critical patent/CN105439508A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105439508B publication Critical patent/CN105439508B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017—Aspects relating to the protection of the environment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00051—Mortar or concrete mixtures with an unusual low cement content, e.g. for foundations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/0075—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for road construction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本发明公开了一种脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，该材料由脱硫灰和粉煤灰组成，按质量百分比计，各种原料的配合比范围为：脱硫灰为88～97％、粉煤灰为3～12％。本发明大量的使用脱硫灰工业副产品，不仅可节省土地和资源，利于环境保护，而且可降低成本，且施工简单，适合于一般道路和高等级公路基层和/或底基层的修筑。

Description

脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料
技术领域
本发明涉及路面基层材料，特别是一种脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料。
背景技术
近年来国家加大了对各大燃煤企业SO2排放的治理力度，对SO2排放控制提出了越来越高的要求，但在大多数企业SO2排放量得到控制的同时又带来了脱硫灰的排放量日益增加的新问题。脱硫灰的主要来源是燃煤火电厂或钢厂，经干法或半干法钙基脱硫剂利用不同脱硫工艺对烟气进行脱硫而得的工业废弃物，目前缺乏较为合理的利用途径，大多数仍然处露天堆放状态，不仅占用了大量的土地资源，还严重制约了经济的增长和环境的协调。对于脱硫灰日产量高达数百吨的燃煤火电厂及钢厂而言，若不能采取有效合理的脱硫灰处理方法，不仅会造成电厂钢厂以及周边生态环境的破坏，同时还会给社会带来巨大的经济及社会负担，严重制约行业的发展。因此，探索开拓脱硫灰有效资源化利用的技术途径，对于社会、环境和经济都具有十分重大的意义。
由于脱硫灰具有较高的CaSO3·0.5H2O含量，而其又并非硫酸盐的最稳定形式，随着存放环境的变化可能会发生不同的化学反应，易引起系统成分的变化，加之含有其他微量元素(如氯)，严重影响水泥的凝结和硬化，进而制约了其在建筑材料领域的高效综合利用，但脱硫灰的自身特点决定了其在路面基层材料中具有较好的应用前景。为了更加有效地大量地利用脱硫灰，拓宽其利用途径，本专利开发出脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，对提高脱硫灰工业固体废弃物利用率、循环利用技术水平以及改善生态环境具有十分重大的实用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种节能环保和低成本的无水泥脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层，以及适于该基层的施工方法。
本发明提供了利用脱硫灰中的自身含有的碱性成分(还可利用生石灰的碱性激发)、以及脱硫灰的硫酸盐进行自主激发粉煤灰的火山灰活性，水化形成C-S-H、C-S-A-H、AFt及氢氧化钙等水化产物，进而构成路面基层强度的设计理念，即提出了自激活型路面基层的思路和方法。本发明提供了按该设计思路设计的基层材料的组分范围、该发明设计思路为采用脱硫灰、生石灰、粉煤灰作为混合料，经碾压之后各原料之间的相互嵌挤形成初始强度。同时利用脱硫灰中的自身含有的碱性成分(还可利用生石灰的碱性激发)和硫酸盐激发来激发粉煤灰的火山灰活性，形成C-S-H、C-S-A-H、AFt及氢氧化钙等水化产物，构成路面基层初期强度，并保证后期强度的持续增长，从而设计出满足各等级公路用的半刚性基层和底基层。该半刚性基层实现了大量利用脱硫灰的目的。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：
本发明提供的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是该材料由脱硫灰和粉煤灰组成，按质量百分比计，各种原料的配合比范围为：脱硫灰为88～97％、粉煤灰为3～12％。
本发明可用为0～8％的生石灰来替代脱硫灰；添加生石灰后，配制脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料时各种原料的配合比范围为：脱硫灰为80～97％、生石灰0～8％、粉煤灰为3～12％，均为质量百分比。
所述的生石灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO72.70％，SO31.15％，MgO5.27％，SiO25.01％，Fe2O31.05％，Al2O30.54％，TiO20.14％。
本发明提供的上述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其组成可由以下原料替换：脱硫灰为80％、生石灰为8％、粉煤灰为12％，均为质量百分比。
本发明提供的上述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其组成还可以由以下原料替换：脱硫灰为97％、粉煤灰为3％，均为质量百分比。
所述的脱硫灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO52.40％，SO324.96％，MgO1.23％，Cl-1.05％，SiO20.36％，Fe2O30.35％，Al2O30.11％。
所述的粉煤灰采用劣质高铁粉煤灰，该粉煤灰外观颜色为红色，其主要化学成分按质量计为：SiO237.20％，Al2O319.20％，CaO3.09％，Fe2O317.76％，SO35.19％，MgO1.15％，TiO22.08％。。
所述的粉煤灰可选用劣质高钙粉煤灰，该粉煤灰外观颜色为褐色，其主要化学成分按质量计为：SiO217.87-40.58％，Al2O37.34-21.21％，CaO14.59-36.87％，Fe2O33.00-4.24％，SO31.90-2.93％，MgO3.05-5.98％，TiO20.84-1.16％。。
本发明提供的上述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其用途是：在排水性能优良的路面基层中的应用。
应用时，采用集中厂拌法来施工，具体是：先将检测合格的脱硫灰、生石灰泵入各自储料罐中，粉煤灰由装载机从堆棚运入拌和机料斗，再按组成比例计量由储料罐下料口或皮带机送入拌和机，在拌和机中各组分拌和均匀后，再通过运输车将拌和好的混合料运输至施工现场，并且在一定的松铺系数下进行摊铺找平，经碾压后采用薄膜保湿养护，养护至规定龄期形成所述路面基层。
本发明与现有技术相比具有以下的主要的优点：
其一.结合我国工业废弃物资源优势，采用价格低廉的脱硫灰取代资源有限的粘土，充分利用工业固体废弃物，达到节约资源、环保利废的目的。另外，由于主要原材料为工业固体废弃物，利用它们作路面基层材料使用，不仅可使这些难利用的工业废弃物得以循环使用，而且能节省堆存土地。
其二.充分利用脱硫灰中的自身含有的碱性组分(还可利用生石灰的碱性激发)和硫酸盐组分激发作用于粉煤灰，使其火山灰活性得以发挥，从而设计出脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层的思路和方法，并提供了按该设计思路设计的路面基层材料的组分范围。本发明以燃煤发电厂或钢厂脱硫工艺的副产品脱硫灰、粉煤灰(还可添加生石灰)为原材料，结合材料学原理，以脱硫灰、粉煤灰、生石灰各自的矿物特性为基础，利用脱硫灰中的自身含有的碱性组分(还可利用生石灰的碱性激发)和硫酸盐组分，激发粉煤灰的火山灰活性，从而形成路面基层的早期强度，进而设计出性能优良的路面基层。
其三.路面基层材料以脱硫灰和粉煤灰为主，可以辅以生石灰，在无水泥的情况下构成路面基层，强度可达路面底基层所需强度。且该路面基层材料具有良好的强度递延性、良好的抗裂性能、优良的水稳性，是一种利废率高性能好的路面基层材料。在本发明中路面基层各项指标均满足国家标准对相应路面基层或底基层的性能要求。
其四.节能环保成本低。相对于水泥稳定土的生产而言，无水泥自激活型路面基层由于不使用水泥，且所用原材料均为工业副产品，具有极低的环境负荷。相应由于工业废弃物价格低，而使该路面基层成本低廉。
其五.施工工艺简单，可靠，适合于一般道路路面和高等级公路底基层修筑。
综上所述：本发明提供的自激活型路面基层为性能优良的无水泥半刚性路面基层，所用原材料几乎全部为工业固体废弃物，利用它们作道路材料使用，不仅可以使这些难利用的工业固体废弃物得以循环利用，而且能节省堆存土地，降低成本，利于天然资源和环境保护，并且施工工艺简单、可靠，适合于一般道路路面和高等级公路底基层的修筑。
附图说明
图1是扫描电镜下观测到的养护90天后脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层的形貌。
具体实施方式
本发明涉及脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层，在整个路面基层中，除生石灰外，脱硫灰、粉煤灰均为工业副产品，是一种利用脱硫灰中的自身含有的碱性组分(还可利用生石灰的碱性组分)和硫酸盐组分激发粉煤灰的火山灰活性的路面基层，特别是利用脱硫灰中的自身含有的碱性组分和硫酸盐来激发粉煤灰的火山灰活性。该路面基层是一种新型的自激活型路面基层，在混合料中，利用脱硫灰中的自身含有的碱性组分(以及生石灰的碱性组分)和硫酸盐组分激发使各原料之间相互反应，形成C-S-H、C-S-A-H、AFt及氢氧化钙等水化产物，构成路面基层的早期强度，并保证后期强度的持续增长。
本发明提供的自激活型路面基层，是用脱硫灰、粉煤灰、生石灰作为所述路面基层的原材料，通过各原材料之间的相应嵌挤作用，脱硫灰中的自身含有的碱性组分(还可利用生石灰的碱性激发)和硫酸盐组分，激发粉煤灰的火山灰活性，形成C-S-H和C-S-A-H凝胶，钙矾石等水化产物，构成路面基层初期强度，并保证后期强度的持续增长。按质量百分比计，脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层中各原料的配比为脱硫灰88～97％、粉煤灰为3～12％。若掺入生石灰，则该类型路面基层的各原料的配比按质量百分比计，脱硫灰为80～97％、生石灰为0～8％、粉煤灰为3～12％。
所述脱硫灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO52.40％，SO324.96％，MgO1.23％，Cl-1.05％，SiO20.36％，Fe2O30.35％，Al2O30.11％。
所述高铁粉煤灰的主要化学成分按质量百分比计为：SiO237.20％，Al2O319.20％，CaO3.09％，Fe2O317.76％，SO35.19％，MgO1.15％，TiO22.08％。外观颜色为红色。
所述劣质高钙粉煤灰的主要化学成分按质量计为：SiO217.87-40.58％，Al2O37.34-21.21％，CaO14.59-36.87％，Fe2O33.00-4.24％，SO31.90-2.93％，MgO3.05-5.98％，TiO20.84-1.16％。外观颜色为褐色。
所述生石灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO72.70％，SO31.15％，MgO5.27％，SiO25.01％，Fe2O31.05％，Al2O30.54％，TiO20.14％
本发明提供了制备上述自激活型路面基层的方法。该路面基层采用集中厂拌法来施工，具体是：先将检测合格的脱硫灰、生石灰泵入各自储料罐中，粉煤灰由装载机从堆棚运入拌和机料斗，再按组成比例计量由储料罐下料口或皮带机送入拌和机，在拌和机中各组分拌和均匀后，再通过运输车将拌和好的混合料运输至施工现场，并且在一定的松铺系数下进行摊铺找平，经碾压后采用保湿养护，养护至规定龄期形成所述路面基层。
在所述的保湿养护的过程中，可以采用薄膜保湿养护。
本发明提供的上述自激活型路面基层，其所用的生产设备、运输设备、摊铺设备、碾压设备以及施工方式皆与水泥稳定土相同。
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。
实施例1
利用武汉脱硫灰和来自贵州的红色高铁粉煤灰制备自激活型路面基层：将脱硫灰、贵州高铁粉煤灰按表1的设计组分进行称量，进行击实试验，确定混合料的最佳含水率和最大干密度，按控制的压实度成型试件并测定其无侧限抗压强度。改变脱硫灰的掺量，按95％的压实度进行无侧限抗压强度试验，相应的7天无侧限抗压强度、变异系数及95％强度保证率下的无侧限抗压强度具体结果见表1。
由表1的性能指标可知：在改变脱硫灰掺量时，脱硫灰-贵州高铁粉煤灰自激活型路面基层强度随着脱硫灰掺量的增加而增加；同时基层最佳含水量和最大干密度均随脱硫灰掺量的增加而降低。脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层7天无侧限抗压强度为1.62-2.07MPa之间，但均大于0.8MPa，满足基层材料的要求。
实施例2
利用武汉脱硫灰和武汉的褐色高钙粉煤灰制备自激活型路面基层：将脱硫灰、武汉粉煤灰按表2的设计组分进行称量，进行击实试验，确定混合料的最佳含水率和最大干密度，按控制的压实度成型试件并测定其无侧限抗压强度。改变脱硫灰的掺量，按95％的压实度进行无侧限抗压强度试验，其7天无侧限抗压强度、变异系数及95％强度保证率下的无侧限抗压强度具体结果见表2。
由表2的性能指标可知：在改变脱硫灰掺量时，脱硫灰-武汉劣质高钙粉煤灰自激活型路面基层强度随着脱硫灰掺量的增加而增加；同时基层最佳含水量和最大干密度均随脱硫灰掺量的增加而降低。脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层7天无侧限抗压强度为1.31-1.82MPa之间，但均大于0.8MPa，满足基层材料的要求。
实施例3
利用武汉脱硫灰和贵州的褐色高钙粉煤灰制备自激活型路面基层：将脱硫灰、贵州粉煤灰按表3的设计组分进行称量，进行击实试验，确定混合料的最佳含水率和最大干密度，按控制的压实度成型试件并测定其无侧限抗压强度。改变脱硫灰的掺量，按95％的压实度进行无侧限抗压强度试验，其7天无侧限抗压强度、变异系数及95％强度保证率下的无侧限抗压强度具体结果见表3。
由表3的性能指标可知：在改变脱硫灰掺量时，脱硫灰-贵州高钙粉煤灰自激活型路面基层强度随着脱硫灰掺量的增加而增加；同时基层最佳含水量和最大干密度均随脱硫灰掺量的增加而降低。脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层7天无侧限抗压强度为1.33-2.02MPa之间，但均大于0.8MPa，满足基层材料的要求。
实施例4
利用武汉脱硫灰、武汉的褐色高钙粉煤灰和生石灰制备自激活型路面基层：将脱硫灰、武汉高钙粉煤灰、生石灰按表4的设计组分进行称量，进行击实试验，确定混合料的最佳含水率和最大干密度，按控制的压实度成型试件并测定其无侧限抗压强度。改变脱硫灰的掺量，按95％的压实度进行无侧限抗压强度试验，其7天无侧限抗压强度、变异系数及95％强度保证率下的无侧限抗压强度具体结果见表4。
由表4的性能指标可知：在改变脱硫灰和生石灰掺量时，脱硫灰-高钙粉煤灰-生石灰自激活型路面基层强度随着脱硫灰掺量的降低、生石灰掺量的增加而增加；同时基层最佳含水量和最大干密度均随生石灰掺量的增加而增加。该系列脱硫灰-高钙粉煤灰-生石灰自激活型路面基层7天无侧限抗压强度为1.31-2.57MPa之间，强度均大于0.8MPa，满足基层材料的要求。
实施例5
利用武汉脱硫灰、武汉的褐色高钙粉煤灰和生石灰制备自激活型路面基层：将脱硫灰、武汉高钙粉煤灰、生石灰按表5的设计组分进行称量，进行击实试验，确定混合料的最佳含水率和最大干密度，按控制的压实度成型试件并测定其无侧限抗压强度。改变脱硫灰的掺量，按95％的压实度进行无侧限抗压强度试验，其7天无侧限抗压强度、变异系数及95％强度保证率下的无侧限抗压强度具体结果见表5。
由表5的性能指标可知：在改变脱硫灰和粉煤灰掺量时，脱硫灰-高钙粉煤灰-生石灰自激活型路面基层强度随着脱硫灰掺量的降低、粉煤灰掺量的增加而略有增加；同时基层最佳含水量和最大干密度均随粉煤灰掺量的增加而略有降低。该系列脱硫灰-高钙粉煤灰-生石灰自激活型路面基层7天无侧限抗压强度为1.78-1.83MPa之间，强度均大于0.8MPa，满足基层材料的要求。
实施例6
考虑作为路面的基层材料必须具有较好的耐久性能，如长期无侧限抗压强度、水稳性、抗冻性等。为此在实施例1-5的基础上，优选A4、B1、B4和D4为例，对自激活型路面基层材料的长期无侧限抗压强度、水稳性、抗冻性以及不同养护条件下的强度发展规律等进行研究。其结果见表6、表7、表8和表9。
1)脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层长期无侧限抗压强度：在实施例1-5的基础上，按控制的压实度成型相应试件并进行28天和90天长龄期强度试验，由表6可知自激活型路面基层材料的强度随着龄期的增长而增长，即强度具有很好的递延性。
2)脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层水稳性：在实施例1-5的基础上，按控制的压实度成型相应试件并进行7天水稳性试验，分别测试不泡水、6天湿养1天泡水、5天湿养2天泡水、3天湿养4天泡水等条件下的无侧限抗压强度。不同泡水龄期时的7天无侧限抗压强度具体结果见表7。由表7的性能指标可知：在实验条件下，试块并无出现开裂、溶蚀和溃散的现象；同时7天水稳性的强度值(1.46-2.57MPa之间)也远远大于路面基层强度要求的0.8MPa，满足基层材料的要求，基层水稳性优良。
3)脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层抗冻性：在实施例1-5基础上，按控制的压实度成型试件并进行抗冻性试验。当试件养护至28天龄期时，进行5次冻融循环试验。记录每次冻融后试件的质量和高度，并按规程方法测定试件的无侧限抗压强度。由表8的性能指标可知：冻融循环试验结束后，试件表面出现破损、裂缝及边角缺损的情况。虽然冻融循环后基层的无侧限抗压强度值依旧可达1.52-2.03MPa之间，但不推荐脱硫灰-粉煤灰体系路面基层在冻融频繁的地区使用。
4)不同养护条件对脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层的影响：在实施例1-5基础上，按控制的压实度成型试件并在不同养护条件(室内标准养生、室外薄膜养生和室外自然裸露养生)下对试块进行养护，当试件养护至7天龄期时，测试试块的7天无侧限抗压强度。试块7天无侧限抗压强度结果如表9所示。由表9的性能指标可知：比较不同养生条件可知，在本研究范围内，均出现了标准养护条件下的无侧限抗压强度值优于室外薄膜养护，而自然养护是较差养护方式。因此推荐在实际施工时采取薄膜覆盖养生。
结合所有实施实例可见，在无水泥的情况下，通过改变脱硫灰和粉煤灰掺量，或通过适当添加生石灰，可制备出适合一般等级公路和高等级公路基层和/或底基层的修筑材料。该自激活型路面基层的强度形成主要是由混合料的前期机械压实、粉煤灰的火山灰反应、氢氧化钙的结晶等方面综合作用形成。脱硫灰中含有Ca(OH)2和硫酸盐，这为激发粉煤灰的火山灰活性提供了相应条件，从而为基层材料的早期和后期强度提供了保障。在脱硫灰的硫酸盐激发和碱激发条件下，基层材料中形成C-S-H和C-S-A-H凝胶、钙矾石和氢氧化钙等水化产物，加之机械压实的作用，构成了路面基层初期强度，并保证后期强度的持续增长。这些水化产物的形成是自激活型路面基层强度形成并在长期强度稳定发展的主要原因。
附表
表1脱硫灰-劣质高铁粉煤灰自激活型路面基层性能(红色粉煤灰来自贵州)
表2脱硫灰-劣质高钙粉煤灰自激活型路面基层性能(褐色粉煤灰来自武汉)
表3脱硫灰-劣质高钙粉煤灰自激活型路面基层性能(褐色粉煤灰来自贵州)
表4脱硫灰-高钙粉煤灰-生石灰自激活型路面基层性能(褐色粉煤灰来自武汉)
表5脱硫灰-高钙粉煤灰-生石灰自激活型路面基层性能(褐色粉煤灰来自武汉)
表6脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层长龄期无侧限抗压强度试验结果
表7脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层水稳性试验结果
表8脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层抗冻性试验结果
表9不同养护条件下对脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料影响试验结果

Claims (10)

1.一种脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是该材料由脱硫灰和粉煤灰组成，按质量百分比计，各种原料的配合比范围为：脱硫灰为88～97％、粉煤灰为3～12％。
2.根据权利要求1所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是用为0～8％的生石灰来替代脱硫灰；添加生石灰后，配制脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料时各种原料的配合比范围为：脱硫灰为80～97％、生石灰0～8％、粉煤灰为3～12％，均为质量百分比。
3.根据权利要求2所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是生石灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO72.70％，SO31.15％，MgO5.27％，SiO25.01％，Fe2O31.05％，Al2O30.54％，TiO20.14％。
4.根据权利要求2所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是该材料的组成由以下原料替换：脱硫灰为80％、生石灰为8％、粉煤灰为12％，均为质量百分比。
5.根据权利要求1所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是脱硫灰的主要化学成份按质量百分比计为：CaO52.40％，SO324.96％，MgO1.23％，Cl-1.05％，SiO20.36％，Fe2O30.35％，Al2O30.11％。
6.根据权利要求1所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是粉煤灰采用劣质高铁粉煤灰，该粉煤灰外观颜色为红色，其主要化学成分按质量计为：SiO237.20％，Al2O319.20％，CaO3.09％，Fe2O317.76％，SO35.19％，MgO1.15％，TiO22.08％。
7.根据权利要求1所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是粉煤灰可选用劣质高钙粉煤灰，该粉煤灰外观颜色为褐色，其主要化学成分按质量计为：SiO217.87-40.58％，Al2O37.34-21.21％，CaO14.59-36.87％，Fe2O33.00-4.24％，SO31.90-2.93％，MgO3.05-5.98％，TiO20.84-1.16％。
8.根据权利要求1所述的脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料，其特征是该材料的组成由以下原料替换：脱硫灰为97％、粉煤灰为3％，均为质量百分比。
9.权利要求1至7中任一权利要求所述脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料的用途，其特征是在排水性能优良的路面基层中的应用。
10.根据权利要求8所述的用途，其特征是采用集中厂拌法来施工，具体是：先将检测合格的脱硫灰、生石灰泵入各自储料罐中，粉煤灰由装载机从堆棚运入拌和机料斗，再按组成比例计量由储料罐下料口或皮带机送入拌和机，在拌和机中各组分拌和均匀后，再通过运输车将拌和好的混合料运输至施工现场，然后经摊铺找平、碾压后采用薄膜保湿养护，养护至规定龄期形成所述路面基层。
CN201510937737.0A 2015-12-15 2015-12-15 脱硫灰‑粉煤灰自激活型路面基层材料 Expired - Fee Related CN105439508B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510937737.0A CN105439508B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 脱硫灰‑粉煤灰自激活型路面基层材料

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510937737.0A CN105439508B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 脱硫灰‑粉煤灰自激活型路面基层材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105439508A true CN105439508A (zh) 2016-03-30
CN105439508B CN105439508B (zh) 2017-12-29

Family

ID=55550218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510937737.0A Expired - Fee Related CN105439508B (zh) 2015-12-15 2015-12-15 脱硫灰‑粉煤灰自激活型路面基层材料

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105439508B (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106220013A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 武汉理工大学 一种脱硫灰‑粉煤灰复合矿物掺合料及其制备方法
CN108529912A (zh) * 2018-03-20 2018-09-14 武汉理工大学 脱硫灰自激活固结材料
CN108821662A (zh) * 2018-07-26 2018-11-16 华东理工常熟研究院有限公司 循环流化床锅炉脱硫灰渣制备公路路基材料的方法
CN109734367A (zh) * 2019-03-14 2019-05-10 湘潭大学 一种环保型硫酸铝渣建筑填料及其生产方法
CN110510895A (zh) * 2019-08-27 2019-11-29 辽宁省产品质量监督检验院（辽宁省建筑材料监督检验院） 一种脱硫灰路基填料
CN112717955A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 武汉理工大学 一种表面硫修饰氧化铁纳米盘的制备方法及其应用
CN114105535A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 武汉钢铁有限公司 一种高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质节能墙材的方法
CN114960323A (zh) * 2022-04-22 2022-08-30 东南大学 利用脱硫灰对高含水率土体进行快速降湿的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001081267A2 (en) * 2000-04-20 2001-11-01 Aerock, Inc. Prefabricated structural building members using high strength light-weight fiber ash composite material and method of manufacture thereof
CN102351455A (zh) * 2011-07-15 2012-02-15 中冶天工上海十三冶建设有限公司 一种脱硫灰、石灰、粉煤灰路基稳定材料及其制备方法
CN102351489A (zh) * 2011-07-15 2012-02-15 中冶天工上海十三冶建设有限公司 一种含脱硫灰、石灰、粉煤灰的稳定碎石及其制备方法
CN103319134A (zh) * 2012-03-22 2013-09-25 宝山钢铁股份有限公司 一种含烧结脱硫灰的粉煤灰三渣路基材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001081267A2 (en) * 2000-04-20 2001-11-01 Aerock, Inc. Prefabricated structural building members using high strength light-weight fiber ash composite material and method of manufacture thereof
CN102351455A (zh) * 2011-07-15 2012-02-15 中冶天工上海十三冶建设有限公司 一种脱硫灰、石灰、粉煤灰路基稳定材料及其制备方法
CN102351489A (zh) * 2011-07-15 2012-02-15 中冶天工上海十三冶建设有限公司 一种含脱硫灰、石灰、粉煤灰的稳定碎石及其制备方法
CN103319134A (zh) * 2012-03-22 2013-09-25 宝山钢铁股份有限公司 一种含烧结脱硫灰的粉煤灰三渣路基材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨利香: "烧结脱硫灰在道路基层中的应用研究", 《上海公路》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106220013A (zh) * 2016-08-05 2016-12-14 武汉理工大学 一种脱硫灰‑粉煤灰复合矿物掺合料及其制备方法
CN108529912A (zh) * 2018-03-20 2018-09-14 武汉理工大学 脱硫灰自激活固结材料
CN108821662A (zh) * 2018-07-26 2018-11-16 华东理工常熟研究院有限公司 循环流化床锅炉脱硫灰渣制备公路路基材料的方法
CN108821662B (zh) * 2018-07-26 2021-08-27 华东理工常熟研究院有限公司 循环流化床锅炉脱硫灰渣制备公路路基材料的方法
CN109734367A (zh) * 2019-03-14 2019-05-10 湘潭大学 一种环保型硫酸铝渣建筑填料及其生产方法
CN110510895A (zh) * 2019-08-27 2019-11-29 辽宁省产品质量监督检验院（辽宁省建筑材料监督检验院） 一种脱硫灰路基填料
CN112717955A (zh) * 2020-12-31 2021-04-30 武汉理工大学 一种表面硫修饰氧化铁纳米盘的制备方法及其应用
CN114105535A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 武汉钢铁有限公司 一种高掺量半干法烧结脱硫灰制备轻质节能墙材的方法
CN114960323A (zh) * 2022-04-22 2022-08-30 东南大学 利用脱硫灰对高含水率土体进行快速降湿的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105439508B (zh) 2017-12-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105439508A (zh) 脱硫灰-粉煤灰自激活型路面基层材料
Nalbantoğlu Effectiveness of class C fly ash as an expansive soil stabilizer
CN108516781A (zh) 一种磷石膏水泥级配碎石稳定层及其制备方法
Kinuthia et al. Towards zero industrial waste: Utilisation of brick dust waste in sustainable construction
Peng et al. Preparation, characterization, and application of an eco-friendly sand-fixing material largely utilizing coal-based solid waste
Kumar Fly ash-lime-phosphogypsum cementitious binder: A new trend in bricks
CN110304884A (zh) 一种用于道路基层的水泥磷石膏稳定碎石材料及其制备方法和用途
CN104556887B (zh) 水泥稳定基层材料、制备、应用和道路基层的制备方法
CN103274613A (zh) 用于砖混类建筑垃圾制备道路基层材料的胶结料及其应用
CN104496393A (zh) 一种多用途混凝土胶凝剂及其制备方法
CN102703086A (zh) 一种无机类土壤固化剂及其制备方法
CN101486538B (zh) 自水化激活型路面基层
CN114525136B (zh) 赤泥基土壤固化剂及其制备方法
CN100434383C (zh) 一种用于道路施工的土壤固化剂
KR101096641B1 (ko) 지반 안정화 방법
Shaaban Sustainability of excavation soil and red brick waste in rammed earth
Inim et al. Assessment of bamboo leaf ash/lime-stabilized lateritic soils as construction materials
Hanafi et al. Engineering and microstructural properties of alluvium clay stabilized with portland cement and coal bottom ash for sustainable future
CN112830737A (zh) 一种多掺合料的钢渣贫混凝土基层材料及其应用
CN101412595A (zh) 一种利用高岭土尾砂制备混凝土掺合料的方法
CZ20002731A3 (cs) Chemické činidlo pro zlepąení technických vlastností zeminy
CN108585576A (zh) 一种磷石膏固化剂
CN110423052A (zh) 一种盐渍土地面的硬化结构及硬化施工方法
CN101948287B (zh) 一种干法脱硫灰稳定碎石
Vyas et al. Fly Ash and Recycled Coarse Aggregate in Concrete: New Era for Construction Industries-A Literature Review

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171229

Termination date: 20191215